Please enable JS

25.01.2023 (13:00) Семинар ИОФ РАН "Актуальная физика", № 4

23.01.2023
Логотип ИОФ РАН голубой


   Семинар ИОФ РАН "Актуальная физика", № 4
25 января 2023 г., 13:00, конференц-зал ИОФ РАН, корп. 1



Руководитель семинараДемишев Сергей Васильевич, д.ф.-м.н., профессор, руководитель научного направления «Квантовые материалы, технологии и фотоника».
Секретарь семинараНиколаева Гульнара Юрьевна, к.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник.

Семинар проходит в смешанном режиме. По вопросам  участия в онлайн формате обращаться к секретарю семинара Николаевой Гульнаре по электронной почте: nikolaeva@kapella.gpi.ru.
 
На семинаре будут представлены доклады по лучшим работам, опубликованным учёными ИОФ РАН, отобранные комиссией Учёного Совета ИОФ РАН.
Регламент выступлений – 20 минут, включая ответы на вопросы.

Программа семинара:

1. Белов С.В. (1), Данилейко Ю.К. (1), Гудков С.В. (1), Егоров А.Б. (1), Луканин В.И. (1), Цветков В.Б. (1), Алтухов Е.Л. (2), Петрова М.В. (2), Яковлев А.А. (2), Османов Э.Г. (3),
Коган Е.А. (3), Середин В.П. (3), Шулутко А.М. (3), Дубинин М.В. (4)
(1) Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва
(2) Федеральный научно-клинический центр интенсивной терапии и реабилитологии РАН,
Москва
(3) Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова,
Москва
(4) Марийский государственный университет, Йошкар-Ола
Активация регенерации тканей разрядами холодной плазмы при лечении хронических раневых процессов

На конкурс представлена статья:
Belov S.V., Danilejko Y.K., Gudkov S.V., Egorov A.B., Lukanin V.I., Tsvetkov V.B., Altukhov E.L., Petrova M.V., Yakovlev A.A., Osmanov E.G., Dubinin M.V., Kogan E.A., Seredin V.P., Shulutko A.M. "Activation of Tissue Reparative Processes by Glow-Type Plasma Discharges as an Integral Part of the Therapy of Decubital UlcersAppl. Sci. 12, 8354 (2022)
https://doi.org/10.3390/app12168354
Аннотация
В результате исследований разработан новый метод активации репаративных процессов (РП) разрядами холодной плазмы и аппаратура для его реализации, созданные в ИОФ РАН. Экспериментально определены оптимальные параметры ВЧ-тока для генерации разрядов плазмы в электролитном матриксе ткани, обоснован механизм активации РП и создан  специализированный генератор для реализации метода. Показано, что в основе процесса активации лежит воздействие сильных электрических полей и явление электропорации липидных оболочек клеточной структуры тканей. Апробация аппаратуры и оценка эффективности метода проводились в Федеральном научно-клиническом центре реаниматологии и реабилитологии РАН в рамках соглашения об НТС. В представленной работе приведены результаты клинического исследования комплексного лечения пролежневых язв с использованием метода активации РП в тканях разрядами холодной плазмы, инициируемой током высокой частоты. Активация проводилась специализированным устройством, генерирующим разряды холодной плазмы на частотах 0,11, 2,64 и 6,78 МГц. Показано, что процесс активации в кожных и мышечных тканях зоны пролежней протекает наиболее эффективно при использовании тока частотой 6,78 МГц по сравнению с токами частотой 2.64 и 0,11 МГц. Для игольчатого электрода диаметром 0,3 мм оптимальные параметры воздействия составляли: мощность – (5,01,5) Вт, время – (2,0 – 3,0) с. Результаты анализа гистологических проб, гистохимический и бактериологический анализ подтвердили эффект и показали динамику процесса активации РП в тканях пролежневой раны под действием разрядов холодной плазмы и снижения микробной обсемененности. Наиболее выраженный эффект активации формировался в период от 14 до 21 дня. Эффективность терапии методом активации РП разрядами холодной плазмы по критерию скорости заживления раны, составила от 14 до 16 % в зависимости от этиологии пролежневой раны. Показано, что активация РП тканей разрядами плазмы тлеющего типа как составная часть терапии декубитальных язв является эффективным звеном в комплексном лечении пролежней.

2. Красиков К.М. (1), Азаревич А.Н. (1), Богач А.В. (1), Шицевалова Н.Ю. (2), Филипов В.Б. (2), Случанко Н.Е (1)
(1) Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва
(2) Институт проблем материаловедения имени И.Н. Францевича НАН Украины, Киев, Украина
Анизотропия намагниченности в антиферромагнетике ErB 12 с динамическими зарядовыми страйпами

На конкурс представлена статья:
Krasikov K.M., Azarevich A.N.,  Bogach A.V., Shitsevalova N.Yu., Filippov V.B., Sluchanko N.E. "Magnetization Anisotropy in ErB 12 Antiferromagnet with Dynamic Charge Stripes" J. Magnetism and Magnetic Materials 563 170011 (2022)
https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.170011
Аннотация:
В представляемой на конкурс работе детально изучена магнитная анизотропия и впервые построена 3D (H-φ-T) диаграмма намагниченности в антиферромагнитном (АФ) металле Er11B12 со сложной амплитудно-модулированной магнитной структурой и электронной неустойчивостью (динамические зарядовые страйпы) при низких температурах.
Магнитные измерения, выполненные коллективом авторов в ИОФ РАН с высокой абсолютной точностью (~0.2%), установили, что (i) изменение знака магнитной анизотропии с ростом магнитного поля Н в узкой окрестности направления [100] в кристалле связано с появлением ферромагнитной компоненты в АФ-состоянии Er 11 B 12 ; (ii) картина 3D намагниченности определяется магнитными фазовыми переходами между различными магнитоупорядоченными фазами, разделенными радиальными и круговыми границами; (iii) уменьшение намагниченности вдоль ряда направлений обусловлено сильными магнитными флуктуациями в (H-φ) и (T-φ) плоскостях вблизи радиальных фазовых границ, которые появляются вследствие электронных неоднородностей наномасштаба - динамических зарядовых страйпов. Проведенный авторами анализ показал, что обнаруженная в АФ-фазе Er 11 B 12 в  плоскости Н//(110) магнитная анизотропия в форме «бабочки» не может быть объяснена одноионной магнитокристаллической анизотропией иона Er 3+ .

3. Власов  И.И. (1), Ромшин А.М. (1), Осипов А.А. (2), Попова И.Ю. (2), Цееб В.Э. (2),  Синогейкин А.Г. (3)
(1) Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва
(2) Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, Пущино
(3) OOO Вандер Технолоджис, Москва
Тепловыделение изолированных из мозга мышей митохондрий, измеренное алмазным термометром

На конкурс представлена статья:
Romshin A.M., Osypov A.A., Popova I.Yu., Zeeb V.E., Sinogeykin A.G., Vlasov I.I. "Heat release by isolated mouse brain mitochondria detected with diamond thermometerNanomaterials 13, 98, (2022)
https://doi.org/10.3390/nano13010098
Аннотация:
Впервые, с помощью алмазного микро-термометра достоверно выявлено существование значительных градиентов температуры (десятки градусов) вблизи/внутри изолированных митохондрий мозга мыши, находящихся в физиологической экспериментальной водной среде при фиксированной температуре в 23 о С. Полученные результаты проясняют биохимический парадокс - вопрос о том, почему все ферментативные системы итохондрии оптимизированы для температуры порядка 50 градусов Цельсия, в то время как обычные температуры функционирования живых клеток значительно ниже. В плане фундаментальной научной значимости представленные исследования однозначно свидетельствуют в пользу гипотезы о том, что живая клетка способна осуществлять ультралокальный термический процессинг для широкого спектра своих структурных, биохимических и электрофизиологических явлений. Эта гипотеза обсуждается с середины прошлого десятилетия, предполагая существование внутри живой клетки эндогенных температурных градиентов на микро и наномасштабах (Thermal Signaling Concept), однако ультра-локальный термодинамический след биохимических, электрических и структурно-динамических процессов в микро/нано компартментах живой клетки не был до сих пор достоверно выявлен. В плане социальной значимости полученные результаты крайне важны для выяснения механизмов, лежащих в основе нарушения температурной регуляции человека в нормальных условиях и при патологиях, таких как нарушения центральной нервной системы, напрямую зависящие от функционального состояния митохондрий. Научная новизна исследования заключается в том, что что впервые получены экспериментальные доказательства существования внутри живой клетки, в ее отдельных наноскопических структурах (митохондриях) локальных пиковых температур в десятки градусов. Прогресс в методическом подходе, представленном в нашей работе, открывает абсолютно новое окно возможностей для клеточной физиологии - изучение термодинамических явлений внутри живой клетки.

4.  Пименов С.М. (1), Заведеев Е.В. (1), Арутюнян Н.Р. (1), Ягги Б.  (2), Ноеншвандер Б. (2)
(1) Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва
(2) Институт прикладных лазерных, фотонных и поверхностных технологий ALPS,
Бургдорф, Швейцария
Периодические структуры на поверхности алмазоподобных нанокомпозитных пленок, индуцированные фемтосекундным лазерным излучением

На конкурс представлена статья:
S.M. Pimenov, E.V. Zavedeev, N.R. Arutyunyan, B. Jaeggi, B. Neuenschwander "Femtosecond laser-induced periodic surface structures on diamond-like nanocomposite films" Diamond and Related Materials, 130, 109517 (2022)
https://doi.org/10.1016/j.diamond.2022.109517
Аннотация:
Изучено формирование лазерно-индуцированных периодических поверхностных структур LIPSS) на алмазоподобных нанокомпозитных (DLN) пленках a-C:H:Si:O и пленках DLN, легированных титаном, в процессе фемтосекундной (фс) лазерной абляции линейно-поляризованными пучками ИК и видимого диапазона (длины волн 1030 нм и 515 нм, длительность импульса 320 фс, частота следования импульсов 100 кГц - 2 МГц, скорость сканирующего луча 0.04–0.4 м/с). Исследования сосредоточены на (i) сравнении LIPSS высокой пространственной частоты (HSFL) и низкой пространственной частоты (LSFL), сформированных на пленках DLN и Ti-DLN с помощью обработки ИК фс лазером, (ii) влиянии частоты повторения импульсов на параметры LIPSS, сформированных на  пленках DLN и Ti-DLN, (iii) применении спектроскопии комбинационного рассеяния для исследования пленок со структурами LIPSS и ультратонкой поверхностной графитизацией и (iv) взаимосвязи между графитизацией поверхности, индуцированной фс лазером, и образованием LIPSS на пленках. Различные HSFL и LSFL были получены на поверхности пленок DLN и Ti-DLN, причем все LIPSS были ориентированы перпендикулярно направлению поляризации луча. Периоды HSFL варьируются от ~80 до 240 нм, а периоды LSFL - от 355 до 840 нм в зависимости от условий облучения фс лазером (длина волны, плотность энергии, частота следования импульсов) и свойств пленок. Представлены и обсуждены различные эффекты, имеющие плазмонную природу, такие как суперпозиция HSFL и LSFL и появление необычных структур, похожих на 
синусоиду, на пленках DLN и Ti-DLN.

5. Новичихин  Д.O.(1,2), Орлов А.В.  (1), Антопольский М.Л.  (1), Знойко С.Л. (1), Никитин П.И. (1,2)
(1) Институт общей физики им А.М. Прохорова РАН, Москва
(2) Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, Москва
Селективное и чувствительное измерение концентрации фолиевой кислоты с помощью безмаркерных биосенсоров с использованием микроскопных покровных стёкол в качестве одноразовых сенсорных чипов

На конкурс представлена статья
Novichikhin D.O., Orlov A.V., Antopolsky M.L., Znoyko S.L., Nikitin P.I. "Specific and Sensitive Determination of Folic Acid by Label-Free Chemosensors with Microscope Glass Slips as Single-Use Consumables" Chemosensors 11 (1) 17 (2022)
https://doi.org/10.3390/chemosensors11010017
Аннотация:
Фолиевая кислота (ФК), а также другие ее формы, совместно именуемые фолатами, представляют собой малые молекулы, жизненно важные для человеческого организма. Все возрастающие требования к чувствительности методов измерения концентрации фолатов обусловлены тем, что отклонения уровня ФК от нормальных значений вызывают генетические нарушения, онкологические заболевания, нарушения когнитивных функций и многие другие. Кроме того, фолаты используются в системах адресной доставки лекарств в качестве распознающих молекул. Подавляющая масса методов регистрации ФК отличается высокой ценой, трудоемкостью, не обладает достаточно высокими чувствительностью и селективностью, а также использует расходные материалы, которые слишком дороги для однократного использования, как это требуется в рутинной медицинской диагностике. В опубликованной работе авторы представили высокочувствительный метод измерения концентрации малых молекул с высокой селективностью, а также исследовали возможность долгосрочного мониторинга таких молекул в проточном режиме. Регистрация осуществляется с помощью очень доступных по цене сенсорных чипов, получаемых из обычных микроскопных покровных стекол без нанесения каких-либо металлических или диэлектрических пленок. При регистрации такой сенсорный чип опрашивается с помощью технологии спектрально-корреляционной интерферометрии. В исследовании работа метода была продемонстрирована на примере высокоселективной детекции фолатов с высокой чувствительностью в широком динамическом диапазоне 0.9 – 220,000 пM. Разработанный метод, наряду с доступными одноразовыми расходными материалами, обладает значительным потенциалом для применения в фармацевтике и in
vitro диагностике.

6. Сметанин С.Н., Терещенко Д.П.,  Папашвили А.Г.,  Шашков Е.В.,  Лапина М.Д.,  Шукшин В.E.,  Субботин К.А.,  Лис Д.А.,  Титов А.И.
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва
Синхронно-накачиваемый антистоксов комбинационно-параметрический лазер на кристалле CaMoO4

На конкурс представлена статья:
С.Н. Сметанин, Д.П. Терещенко, А.Г. Папашвили, Е.В. Шашков, М.Д. Лапина, В.E. Шукшин, К.А. Субботин, Д.А. Лис,  Титов А.И. "Синхронно-накачиваемый антистоксов комбинационно-параметрический лазер на кристалле
CaMoO4Квантовая электроника 52 (10) 899-905 (2022)
https://www.mathnet.ru/rus/qe18132
Аннотация:
Экспериментально реализован предложенный нами ранее метод выделения генерации одиночного ультракороткого импульса излучения комбинационно-параметрического лазера, генерирующего в режиме синхронизации продольных мод резонатора, не требующий использования высоковольтных электрооптических устройств. Данный метод имеет значимость для создания задающих лазерных генераторов узкополосных одиночных ультракоротких импульсов излучения при их спектральном позиционировании на длинах волн, отличающихся от длины волны основного лазерного излучения. Метод имеет преимущество перед параметрической генерацией света в квадратично-нелинейных кристаллах благодаря обеспечению узкополосной генерации. В настоящей работе осуществлен научно обоснованный выбор активной среды антистоксова комбинационно-параметрического лазера. Выбран, синтезирован и охарактеризован комбинационно-активный кристалл CaMoO 4 , обладающий двулучепреломлением, оптимальным для коллинеарного фазового синхронизма стокс-антистоксова комбинационно-параметрического четырехволнового взаимодействия, нечувствительного к угловой расстройке при ориентации под углом синхронизма (71 о ). При использовании данного активного кристалла впервые осуществлена генерация синхронно-накачиваемого антистоксова комбинационно-параметрического лазера. Определены условия генерации одиночного ультракороткого антистоксова импульса с длиной волны 973 нм под действием внутрирезонаторной синхронной накачки пикосекундным (17 пс) ИАГ:Nd 3+ -лазером (1064 нм) с пассивной синхронизацией продольных мод лазерного резонатора. При энергии цугов импульсов основного (1064 нм) и стоксова (1174 нм) излучений 161 и 83 мкДж соответственно получены одиночные антистоксовы импульсы (973 нм) с энергией 9 мкДж, длительностью 9 пс и шириной спектра излучения менее 0.4 нм. 


____________________________________________________________________________________________
По всем вопросам выступления на семинаре, заказа пропусков (желательно не позднее, чем за два дня) и участия в онлайн формате обращаться к Николаевой Гульнаре по электронной почте: nikolaeva@kapella.gpi.ru.
Для заказа пропуска или участия в семинаре в онлайн формате необходимо указать ФИО полностью и место работы. Для прохода на территорию ИОФ РАН необходимо иметь с собой действующий российский паспорт.
Заявки на онлайн участие принимаются строго до 12:30 25 января 2023 г.

Секретарь семинара Николаева Гульнара







Другие записи